黑龍江省氣候舒適度變化特征研究

關鍵詞：黑龍江；氣候舒適度；變化特征

前言

環(huán)境氣象條件是影響人體健康的重要因素，直接影響人們的身體狀況、日常生活等方面。氣候舒適度是從氣象角度評價單個人體或一定人群對外界氣象環(huán)境感受與否及其程度的指標，它反映了氣溫、濕度、風等氣象因子對人體的綜合作用，是評價人體健康、人居環(huán)境及氣候旅游資源的重要指標。氣候適宜，有益于人體健康，幸福感的增強，同時也是旅游開發(fā)的重要背景因素之一。許多科學工作者針對氣候舒適度進行了深入的探討與研究，在為人體健康、城市發(fā)展建設等方面提供了參考和依據(jù)。

黑龍江省屬寒溫帶與溫帶大陸性季風氣候，冬季寒冷漫長，夏季溫暖濕潤，地貌類型多樣，森林茂密，平原肥沃，水系發(fā)達，旅游資源豐富。氣候舒適度作為評價人體健康及選擇旅游目的地的重要因素，黑龍江省針對該方面的研究還比較缺乏，因此，文章從黑龍江省旅游發(fā)展需求出發(fā)，利用1961年一2022年觀測站氣象數(shù)據(jù)，采用溫濕指數(shù)和風效指數(shù)兩個指標，分析黑龍江省氣候舒適度年、季節(jié)、月不同時間尺度的變化特征及空間分布，并結(jié)合主要氣象要素，分析氣象要素與各舒適度等級之間的關系，旨在為黑龍江省氣候適宜性研究、旅游發(fā)展規(guī)劃、城市建設等方面提供決策服務和參考依據(jù)。

1資料與方法

文章所研究區(qū)域范圍為黑龍江省13個地市83個區(qū)縣，具體分布如圖1所示。所用數(shù)據(jù)為黑龍江省63個通過均一性檢驗的觀測站數(shù)據(jù)資料，包括日平均氣溫、日平均風速、日照時數(shù)和日相對濕度。在計算距平時，歷年均值采用1991年-2020年30年均值。數(shù)據(jù)均來源于黑龍江省氣象數(shù)據(jù)中心。

舒適度評價方法采用國標法《人居環(huán)境氣候舒適度評價》（GB/T 27963-2011），利用溫濕指數(shù)和風效指數(shù)評價，當兩種指數(shù)不一致時，冬半年使用風效指數(shù)，夏半年使用溫濕指數(shù)，當評價時段平均風速gt;3m/s的地區(qū)使用風效指數(shù)，具體等級劃分如表1所示。計算黑龍江省63個觀測站1961-2022年的溫濕指數(shù)和風效指數(shù)，根據(jù)黑龍江省氣候特征，將冬半年時間定為11月至次年3月，夏半年定為4-10月。

2結(jié)果分析

2.1氣候舒適度各等級日數(shù)時間變化特征

根據(jù)國標法，統(tǒng)計1961年-2022年黑龍江省氣候舒適度各等級日數(shù)（如表2所示）。結(jié)果表明，近62年來，黑龍江省寒冷日數(shù)在一年中所占比重最大，多年平均值為241d，約占全年66%；其次為舒適日數(shù)年均88d，約占全年24.1%；再次為冷日數(shù)年均35d，占全年9.6%；熱日數(shù)極少發(fā)生僅占0.3%；悶熱日數(shù)為零。

如圖2所示1961年-2022年黑龍江省氣候舒適度各等級日數(shù)距平的逐年變化曲線，可以看出，近62年來黑龍江省寒冷日數(shù)距平呈顯著減少趨勢變化，遞減速率為2.4d/10a；舒適日數(shù)與之相反，呈明顯增加趨勢，增加速率為2.7d/10a。二者均通過了0.01顯著性水平檢驗，距平值于1996年左右符號發(fā)生改變，1996年之前寒冷日數(shù)大于常年值，距平基本為正，1996年至今寒冷日數(shù)低于常年值，距平基本為負；舒適日數(shù)與之相反，1996年之前為負距平，1996年至今為正距平；冷日數(shù)距平呈減少趨勢變化，但變化不顯著；熱日數(shù)距平呈增加趨勢變化，變化亦不顯著，變化速率為0.1d/10a。

從逐月變化看，除6、7、8月基本無寒冷日數(shù)外，其它月份均存在，尤其在冬季，整個季節(jié)均處于寒冷級別，春季寒冷日數(shù)逐漸減少，夏季基本為零，秋季逐漸增多，與氣溫變化基本相反；冷日數(shù)主要集中在4-10月，春季和秋季較多，其中9月最多平均10d左右；舒適日數(shù)主要集中在5-9月，其中夏季最多，6月、7月、8月均超過20d，分別為21d，28d，26d；熱日數(shù)在夏季偶有發(fā)生，各月平均值接近零；悶熱日數(shù)各月平均值均為零。可見，與中國南方夏季的酷暑相比，黑龍江省的夏季尤為舒適，基本無熱和悶熱天氣發(fā)生，溫度適宜，水分適中，空氣濕潤，整個夏季基本均處于舒適級別。

從年代際變化看，1971年-1980年間寒冷日數(shù)最多，舒適日數(shù)最少，2001年-2010年間，寒冷日數(shù)最少，舒適日數(shù)最多。寒冷日數(shù)逐年遞減，在90年代末、21世紀初期由正距平變?yōu)樨摼嗥剑焕淙諗?shù)也出現(xiàn)波動減少變化；舒適日數(shù)呈逐年遞增變化，90年代之前呈負距平，21世紀開始呈正距平；熱日數(shù)偶有發(fā)生，波動不明顯；悶熱日數(shù)為零，無變化。這與氣候變暖的事實相對應，隨著全球氣候變暖進程的加劇，黑龍江省也是氣溫升高的顯著地區(qū)，主要表現(xiàn)為冬季氣溫顯著升高，使得寒冷日數(shù)明顯減少，舒適日數(shù)增加。

2.2氣候舒適度各等級日數(shù)空間變化特征

分析黑龍江省舒適度各等級日數(shù)空間分布情況，發(fā)現(xiàn)黑龍江省無悶熱日數(shù)。黑龍江省寒冷日數(shù)分布由北至南遞減，呈緯向分布，松嫩平原大部、三江平原西部、牡丹江大部在226d～240d之間，隨緯度增加寒冷日數(shù)逐漸增多，大興安嶺、黑河北部、伊春北部在250d以上，漠河寒冷日數(shù)最多達284d；冷日數(shù)在黑河南部、松嫩平原大部、蘿北、富錦為31d～34d，其它各地在34d以上，漠河、綏芬河和東寧在40d以上；舒適日數(shù)的分布與寒冷日數(shù)相反，隨緯度增加舒適日數(shù)遞減，漠河舒適日數(shù)最少為40天，大興安嶺南部、黑河北部、伊春北部、綏芬河在60d～80d之間，松嫩平原大部、三江平原西部、牡丹江西部、東寧在90d～103d之間；黑龍江省熱日數(shù)很少，大興安嶺、黑河大部、伊春北部、饒河、綏芬河等18個觀測站熱日數(shù)為零，松嫩平原、三江平原、牡丹江大部熱日數(shù)在1d～2d。

從變化趨勢看，黑龍江省寒冷日數(shù)除五營、饒河、林口變化不顯著外（未通過0.05顯著性水平檢驗），黑龍江省其它地區(qū)均呈顯著減少趨勢，減少速率在-1～-7d/10a之間；黑龍江省冷日數(shù)基本呈減少趨勢變化，但不顯著，僅呼瑪、黑河、孫吳通過了顯著性檢驗；舒適日數(shù)與寒冷日數(shù)相反，除漠河、湯原、饒河不顯著外，其它各地均呈顯著增加趨勢變化，其中大興安嶺南部、黑河大部、松嫩平原北部增加速率為5d～8d/10a；熱日數(shù)變化不明顯，僅在松嫩平原部分市縣呈增加趨勢。

2.3氣象要素對氣候舒適度影響分析

通過計算1961年-2022年黑龍江省舒適度各等級日數(shù)與各氣象要素的相關系數(shù)（如表3所示），發(fā)現(xiàn)，寒冷日數(shù)與氣溫呈顯著負相關，與風速呈正相關，通過了0.05顯著性水平檢驗；舒適日數(shù)與之相反，與氣溫呈顯著正相關，與風速呈負相關；冷日數(shù)和熱日數(shù)相關不顯著。可見，對黑龍江省而言，影響舒適度的主要氣象因素是氣溫和風速。

由于黑龍江省冬夏兩季氣候特征分明，分析不同時期氣候要素與舒適度等級日數(shù)的關系發(fā)現(xiàn)，冬半年（11月至次年3月）黑龍江省基本均處于寒冷級別，寒冷日數(shù)僅與風速相關系數(shù)（0.3）通過了顯著性檢驗，與其它要素之間相關性不顯著，可見，冬半年風速對寒冷日數(shù)的影響最大。夏半年（4-10月），氣溫與寒冷日數(shù)為顯著負相關，相關系數(shù)為-0.82，與舒適日數(shù)（0.72）和熱日數(shù)（0.33）為顯著正相關；風速與寒冷日數(shù)（0.57）和冷日數(shù)（0.29）為顯著正相關，與舒適日數(shù)（-0.63）為顯著負相關，可見．黑龍江省夏半年氣溫和風速是影響舒適度的主要因素。

如圖3所示1961年-2022年氣溫距平和風速距平變化，近60年來氣溫呈顯著上升趨勢變化，風速呈遞減趨勢變化，且在1996年左右距平符號發(fā)生變化，與舒適日數(shù)和寒冷日數(shù)變化一致，可見，寒冷日數(shù)的減少和舒適日數(shù)的增加與氣溫升高和風速減小有關。

3結(jié)論

黑龍江省寒冷日數(shù)約占全年66%，整個冬季均處于寒冷級別，舒適日數(shù)約占24.1%，主要集中在5-9月，冷日數(shù)占9.6%，主要集中在4和10月，熱日數(shù)偶有發(fā)生，悶熱日數(shù)為零；近62年來寒冷日數(shù)顯著減少，舒適日數(shù)明顯增加，主要與氣溫升高和風速減小有關；舒適日數(shù)的空間分布隨緯度增加而遞減，漠河舒適日數(shù)最少為40天，松嫩平原大部、三江平原西部、牡丹江西部、東寧在90d～103d之間；黑龍江省6-8月舒適日數(shù)最多，是避暑旅游最適宜的季節(jié)，1-3月和11-12月基本處于寒冷級別，非常適合開展冰雪旅游項目。